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专利号: 2015101211199
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种常压干燥制备石墨烯气凝胶的方法,其特征在于该方法以氧化石墨烯的水分散液为反应体系,通过在该水分散液中加入还原剂或者交联剂,或者采用高压水热法制备预还原氧化石墨烯的水凝胶,预还原氧化石墨烯的C/O原子摩尔比控制在3.0至5.0,然后将该水凝胶在-30至-10摄氏度下冷冻后再在室温下融化,该冷冻融化过程反复进行一次以上后,将该水凝胶进一步还原成为石墨烯水凝胶,最后在常压下干燥该石墨烯水凝胶得到石墨烯气凝胶;

其中所述的常压干燥为在常压下直接加热干燥,干燥温度为20-100摄氏度。

2.如权利要求1所述的方法,预还原氧化石墨烯的还原程度的控制通过固定反应温度改变反应时间实现。

3.如权利要求1所述的方法,其中所述的氧化石墨烯的单片层为0.2~50微米,氧化石墨烯水分散液的浓度为0.5~10毫克每毫升。

4.如权利要求1所述的方法,其中所述的还原剂选自水合肼、维生素C和碘化氢中的一种或几种,其中所述的交联剂为乙二胺。

5.如权利要求1所述的方法,其特征在于该方法包括如下步骤:

(1)制备氧化石墨烯水分散液;

(2)在该氧化石墨烯水分散液中通过加入还原剂或者交联剂,或者使用高压水热法制备预还原氧化石墨烯的水凝胶,预还原氧化石墨烯的C/O原子摩尔比控制在3.0至5.0;

(3)将步骤(2)制备的预还原氧化石墨烯的水凝胶在-30至-10摄氏度下冷冻,然后在室温下使其融化,重复冷冻融化步骤1次以上;

(4)将步骤(3)制备的水凝胶进一步还原,还原方法同步骤(2)中的预还原方法,继续加热反应至还原反应结束;

(5)将步骤(4)制备的水凝胶在溶剂中浸泡洗涤2次以上,溶剂选自水、乙醇和丙酮中的一种或多种;

(6)在常压下20-100摄氏度干燥步骤(5)制备得到的水凝胶得到石墨烯气凝胶。

6.如权利要求5所述的方法,其特征在于所述的步骤(3)中,控制冷冻温度在-20到-15摄氏度,冷冻融化次数控制在1到3次。

7.如权利要求5所述的方法,其特征在于所述的步骤(4)中,控制还原后石墨烯中的C/O原子摩尔比为6.0到10.0。

8.权利要求1所述的方法在制备石墨烯气凝胶中的应用。